Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-24T03:11:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336238.pdf: 2867833 bytes, checksum: f6ea0d1b9b2aee59c86c4c2de958ccb8 (MD5) Previous issue date: 2015 / O biogás representa uma forma de energia limpa e sustentável, que pode ser potencialmente aproveitada nos aterros sanitários brasileiros. Entretanto, o seu uso energético encontra-se limitado pela presença de contaminantes que dificultam o processo e acarretam dispendiosos custos de manutenção. O sulfeto de hidrogênio (H2S) é o contaminante mais perigoso, tóxico e corrosivo presente no biogás e, portanto, sua eficiente remoção é fundamental para qualquer aplicação energética. O objetivo desta pesquisa é avaliar a remoção de H2S com óxido de ferro nanoestruturado (OFN), visando ao estabelecimento de parâmetros para dimensionamento de unidade de dessulfurização de biogás produzido em aterro sanitário. A fim de se determinar o desempenho do OFN, testes de adsorção e regeneração foram conduzidos em reator de fluxo ascendente e contínuo sob diferentes condições experimentais. Este estudo foi realizado em escala laboratorial, com o uso de gás sintético (H2S + N2). Os resultados demonstraram que a concentração inicial de H2S e a umidade do gás são os parâmetros que mais influenciam a capacidade de adsorção do OFN. Mostrou-se que o uso de velocidades espaciais inferiores e iguais a 2.500 h-1 provoca a obtenção de eficiências de remoção superiores a 99%. A máxima capacidade de adsorção obtida até a ruptura do OFN foi 2,7 mgH2S.g-1, correspondente ao ensaio com maior coluna (Di=3,0cm), menor concentração inicial de H2S (200 ppmv), gás seco e velocidade espacial de 2.500 h-1. Através de técnicas de caracterização das amostras de OFN, verificou-se que o óxido de ferro foi de fato convertido a sulfeto de ferro durante a saturação do leito e, também, que a regeneração do OFN com ar não foi satisfatória para as condições operacionais testadas. Ainda, as análises de caracterização mostraram que o OFN é um material adsorvente conformado por nanopartículas aciculares de hematita (aFe2O3), cuja área superficial BET (73,2 m²g-1) é consideravelmente superior à de óxidos de ferro convencionais, o que justifica o seu bom desempenho. Os resultados alcançados foram úteis para a definição de parâmetros genéricos a serem adotados no dimensionamento de filtro com OFN aplicado à dessulfurização de biogás.<br> / Abstract : Biogas represents a form of clean and sustainable energy which can be potentially exploited in Brazilian landfills. However, its energetic use is limited by the presence of contaminants which hinder the process and generate excessive maintenance costs. Hydrogen sulfide (H2S) is the most dangerous, toxic and corrosive contaminant in biogas, therefore its safe and efficient removal is essential to any kind of energy application. The aim of this research is to evaluate H2S removal with nanostructured iron oxide (NIO), towards establishing parameters to design a desulfurization unit for biogas produced in landfills. In order to determine the performance of NIO, adsorption and regeneration tests were conducted in a continuous up-flow reactor over a range of different operating conditions. This study was performed on lab scale with the use of synthetic gas (H2S + N2). The results demonstrate that the H2S inlet concentration and gas humidity are the most influencing parameters of the adsorption capacity of NIO. It was shown that the use of gas space velocity equal to or lower than 2,500 h-1 induces removal efficiencies greater than 99%. The maximum breakthrough capacity obtained for NIO was 2.7 mgH2S.g-1, corresponding to the trial with the greatest column (Di=3.0cm), the lowest H2S inlet concentration (200 ppm), dry gas and gas space velocity of 2,500 h-1. Characterizing the NIO samples, it was found that the iron oxide was in fact converted into iron sulfide during the desulfurization test and also that bed regeneration with air was not satisfactory for the operating conditions tested. Furthermore, the characterization analysis showed that NIO is an adsorbent material formed by acicular hematite nanoparticles (aFe2O3), with a BET surface area (73.2 m²g-1) considerably higher than that in conventional iron oxides, which explains the good performance of NIO. The results were useful for the definition of generic parameters to be considered in the design of a filter with NIO for biogas desulfurization.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-23T04:03:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337542.pdf: 4794795 bytes, checksum: 5d9f5ed09e977f9868d7f1b878f90546 (MD5) Previous issue date: 2015 / A suinocultura é considerada uma atividade de alto potencial poluidor, devido aos excrementos gerados pelos suínos (dejetos). Como forma de minimização dos efeitos, a tecnologia de digestão anaeróbica em biodigestores é uma das possibilidades para o combate da poluição gerada pela suinocultura e que ao mesmo tempo, agrega valor as propriedades rurais. Uma das principais questões que envolvem o uso desta tecnologia, é a escala de produção da biomassa residual, que está relacionada diretamente com o número de animais em cada propriedade, o que é limitante para viabilizar a valorização econômica dos subprodutos mencionados, fato que pode excluir pequenas e médias propriedades do acesso a potencial fonte de renda e sustentabilidade do segmento. O presente trabalho objetiva-se ao estudo do conceito de condomínios de agroenergia e apresenta uma nova perspectiva para o homem do campo, aqui chamado de ?Energicultores?, uma vez que, o biogás, como produto e como fonte renovável de energia, pode ser explorado em sistemas cooperativos. Foram estudados três casos de concepção de condomínios de agroenergia na agricultura, estes localizados em diferentes países, um caso na Alemanha, um caso na Espanha e outro no Brasil. Realizou-se a identificação e análise de fatores determinantes para a competitividade destes condomínios de agroenergia à luz da metodologia da competitividade sistêmica e desenvolveu-se uma proposta de metodologia para a concepção de condomínios de agroenergia na suinocultura. Constata-se que a criação de condomínios de agroenergia pode ser uma solução para conciliar escala de produção com escala de consumo, sendo que a criação destes arranjos produtivos está fortemente associada ao desenvolvimento econômico rural, podendo-se citar o acréscimo na renda dos agricultores, preservação dos recursos naturais, redução das Emissões dos Gases do Efeito Estufa e mudanças no contexto social. Realizou-se a validação da metodologia proposta através da implantação de um caso prático da criação de um condomínio de agroenergia em duas propriedades de porte médio criadoras de suínos, na qual um gasoduto interliga as duas propriedades em questão, com o intuito de valorização dos dejetos suínos, oferecendo escala para a produção do biogás, com resultados positivos nos aspectos ambientais, energéticos e principalmente econômicos.<br> / Abstract : A swine is considered a high pollution potential activity due to excrement generated by pigs (waste). As a way of minimizing the effects, anaerobic digestion technology in biodigesters is one of the possibilities to combat the pollution generated by the pig farming and at the same time, adds value rural properties. One of the main issues surrounding the use of this technology is the production scale of the residual biomass, which is directly related to the number of animals on each property, which is bound to enable the economic value of the by-products mentioned, which may exclude small and medium farms access to potential source of income and segment sustainability. This objective is to work to the study of the concept of agro-energy condominiums and presents a new perspective to the farmer, here called "Farmers Energy", since, biogas, as a product and as a renewable energy source, It can be exploited in cooperative systems. We studied three cases of designing bioenergy condominiums in agriculture, these located in different countries, a case in Germany, a case in Spain and one in Brazil. We conducted the identification and analysis of factors determining the competitiveness of agro-energy condominiums light of the systemic competitiveness approach and developed a draft methodology for designing bioenergy condominiums in pig farming. It appears that the creation of agro-energy condos can be a solution to reconcile the scale of production with consumption scale, and the creation of these clusters is strongly associated with rural economic development and can cite the increase in farmers' income, preservation of natural resources, reduction of greenhouse gas emissions and changes in the social context. It was held to validate the proposed methodology by implementing a case of creating a bioenergy condominium in two mid-sized properties creators of pigs in which a pipeline connects the two properties in question, with the aim of waste recovery pigs, providing scale for the production of biogas, with positive results in environmental, energy and mainly economic.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:58:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338247.pdf: 926191 bytes, checksum: 3384a7c24d39065355b9c67ae64f9680 (MD5) Previous issue date: 2015 / As Centrais de Abastecimento (CEASA) constituem importantes locais geradores de resíduos de frutas e verduras (RFV), passíveis de serem tratados por processos de Digestão Anaeróbia (DA) objetivando a geração de biogás. Atualmente observa-se um aumento de interesse no processo de codigestão anaeróbia (coDA), digestão simultânea de dois ou mais substratos de diferentes origens devido à vantagens em relação à monodigestão anaeróbia como: melhorias na relação nutricional e na relação carbono/nitrogênio, diluição de compostos tóxicos e inibidores e maiores rendimentos na produção de biogás. Paralelamente, também observa-se um crescente interesse em modelagem matemática destes processos, visando a diminuição do número de ensaios necessários para testar as várias possibilidades de misturas de resíduos, sendo o Anaerobic Digestion Model no 1 ? ADM1 um dos modelos mais importantes no que tange a modelagem de digestão anaeróbia. O objetivo deste trabalho é avaliar o potencial para a geração de biogás de RFV codigeridos com lodos de esgoto (LE) mediante ensaios de potencial de produção de biogás (PPB) e a utilização dos dados obtidos num modelo matemático de coDA destes resíduos baseado no ADM1. Os ensaios de PPB foram realizados em tubos eudiômetros que medem a variação volumétrica de gás gerado e o modelo ADM1 foi implantado no programa AQUASIM. O PPB, em função de sólidos voláteis alimentados, da monodigestão anaeróbia dos RFV e LE foram de 689,37 mLN/gSV e 389,97 mLN/gSV respectivamente. O ensaio de coDA na proporção em SV de 12,5:87,5 / RFV:LE, gerou um volume de biogás 7% superior em relação ao proporcional da monodigestão anaeróbia destes resíduos, em outras proporções de mistura avaliadas não foram observados crescimentos absolutos. Os ensaios mostraram que o aumento na geração de biogás é devido ao aumento da fração orgânica biodegradável proporcionada pelos resíduos de frutas e verduras. O modelo ADM1 utilizado para simular a coDA pôde ser calibrado mediante a metodologia proposta e reproduziu satisfatoriamente os resultados experimentais constituindo uma ferramenta que pode ser utilizada para estudos diversos como estudos de efeitos inibitórios e toxinas, controle e operação, estudos em regime dinâmico, comportamento do sistema perante oscilações, entre outros.<br> / Abstract : The Brazilian state-owned companies of distribution centres for vegetables and fruits, Centrais de Abastecimento - CEASA, are important generators of fruits and vegetable wastes (FVW), which can be treated by anaerobic digestion (AD) processes for biogas production. Currently there has been an increased interest in Anaerobic Co-digestion (AcoD) processes, the simultaneous digestion of two or more substrates from different sources because the existence of advantages in relation to anaerobic monodigestion like: improvements in nutritional ratio and the carbon/nitrogen ratio, dilution of toxic compounds and inhibitors and higher yields of biogas production. At the same time also exist a growing interest in mathematical modeling of these processes to reduce the number of tests needed to evaluate the various possibilities of combinations of wastes, and the Anaerobic Digestion Model 1 - ADM1 is one of the most widely used models regarding the modeling of anaerobic digestion. The objective of this study is to evaluate the biochemical biogas potential (BBP) of the co-digestion of FVW with sewage sludge (SS) by biogas potential tests and the use of data in a model of AcoD of these wastes based on ADM1. The BBP tests were performed in eudiometer tubes that measure the volumetric change of generated gas and ADM1 model was implemented in AQUASIM software. The BBP, based on volatile solids feeded, of the anaerobic monodigestion of FVW and SS was 689,37 mLn/gvs and 389,97 mLn/gvs respectively. The AcoD BBP test of the fraction 12.5: 87.5 / FFW:SS in VS basis, generated 7 % more biogas that the proportional obtained in anaerobic monodigestion. In the other trials were not observed absolute growth. The tests showed that the increase in biogas generation is due to the increase of the biodegradable organic fraction provided by FVW. The ADM1 model used to simulate the AcoD could be calibrated by the proposed methodology and satisfactorily reproduced the experimental results. The obtained model can be a tool for many future studies such as studies and inhibitory effects of toxins, control and operation studies dynamic system, system performance under oscillation and others.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-12-20T03:12:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342964.pdf: 2451628 bytes, checksum: 1a38c07bdc8193a526cedf1c5500a69a (MD5) Previous issue date: 2016 / A digestão anaeróbia dos dejetos de animais permite a mitigação dos impactos ambientais e possibilita a geração concomitante de metano, que pode ser impulsionada pela digestão conjunta com substratos agrí-colas. Porém, pouco se sabe sobre a ação das drogas veterinárias pre-sentes nos dejetos sob a degradação de substratos de fonte celulósica. Portanto, ainda existe desafio para avaliação do potencial de produção de biogás (ou metano) destes substratos, uma vez que as metodologias padronizadas para ensaios de digestão anaeróbia preconizam o uso de inóculos anaeróbios adaptados aos substratos agropecuários e às condi-ções mesofílicas. Em função destes fatores o trabalho propõe: i) estabe-lecer metodologia, em escala laboratorial, para enriquecimento de inó-culo anaeróbio mesofílico para atender aos requisitos da norma VDI 4630; ii) investigar a influência de drogas veterinárias na produção de biogás de substratos agropecuários. Para isso foi avaliado método para aclimatação de mistura de três fontes de inoculantes, mantidos em con-dição mesofílica em reator de 40 litros, por meio de ciclos de alimenta-ção e reinoculação. O inóculo enriquecido demonstrou-se eficaz na digestão de substratos de referência (celulose, gelatina, cama de aviário e lodo), com recuperação de biogás a 99%. Também foram efetuados ensaios para avaliar a inibição na produção de biogás, conforme reco-mendações da Organização Internacional para Padronização (ISO). A inibição da produção de biogás pelas tetraciclinas foi significativa (CI10 em 3 dias entre 5,1 e 68 mg/L) em comparação com as concentrações encontradas em dejetos de suínos (podendo chegar até 764,4 mg/L). O efeito inibitório agudo na digestão da celulose seguiu a seguinte ordem: doxiciclina ~ metaciclina > tetraciclina ~ clortetraciclina > oxitetracicli-na. A digestão anaeróbia reduziu o teor de tetraciclinas entre 46,04 e 98,75%. Já a inibição pelos compostos tiamulina, tilosina, lincomicina e gentamicina foi menos significativa e pode ser considerada imperceptí-vel nas concentrações estimadas em dejeto de suínos. Porém, o acúmulo de ácidos orgânicos de cadeia curta (acético > 57 mg/L; propiônico > 111 mg/L; iso-butírico > 10 mg/L; iso-valérico > 116 mg/L) em altas concentrações de antibióticos indicam que estes compostos podem favo-recer outros processos inibitórios paralelos na digestão anaeróbia.<br> / Abstract : The anaerobic digestion of animal manure allows mitigating the envi-ronmental impacts and enables concomitant generation of methane which can be improved by co-digestion of agricultural substrates. How-ever, little is known about the action of veterinary drugs present in ma-nure in the degradation of cellulose source substrates. Therefore, there is still challenging to assess the biogas potential (or methane) of these substrates, since the standardized methodologies for anaerobic digestion assays suggest the use of anaerobic inoculum acclimated to agricultural substrates and mesophilic conditions. Because of these factors this work proposes: i) establish a methodology, in laboratory scale, for enrichment of mesophilic anaerobic inoculum to attend of VDI 4630 guidelines; ii) investigate the influence of veterinarian drugs in biogas production of agricultural substrates. To this was evaluated a method for acclimation of 3 inoculants sources mixture maintained in mesophilic condition in a 40-L reactor, through feeding and re-inoculation cycles. The enriched inoculum shown effectiveness on digestion of reference substrates (cel-lulose, gelatin, poultry litter and sludge) with 99% of biogas yield. It was also carried out tests to evaluate the inhibition on biogas produc-tion, as recommended by the International Standardization Organization (ISO). Inhibition of biogas by tetracycline compounds was significant (IC10 after 3 days between 5.1 and 68 mg/L) in comparison with the concentrations found in pig manure (up to 764.4 mg/L). The acute in-hibitory effect on cellulose digestion followed the following order: doxycycline ~ methacycline > tetracycline ~ chlortetracycline> oxytet-racycline. Anaerobic digestion reduced the tetracycline compounds content between 46.04 and 98.75%. Inhibition by compounds tiamulin, tylosin, gentamicin and lincomycin was less significant and could be imperceptible on the estimated concentrations occurrence in swine ma-nure. However, the accumulation of short chain organic acids (acetic > 57 mg/L; propionic > 111 mg/L; iso-butiric > 10 mg/L; iso-valeric > 116 mg/L) at high concentrations of antibiotics could indicate that these compounds may favor other parallel inhibitory effect in anaerobic di-gestion.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-10-18T15:18:23Z No. of bitstreams: 1 2017_SílviadaCunhaOliveira.pdf: 1889553 bytes, checksum: fdb68f970913e87ad49fc3b44730a1df (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-04-25T21:37:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_SílviadaCunhaOliveira.pdf: 1889553 bytes, checksum: fdb68f970913e87ad49fc3b44730a1df (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-25T21:37:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_SílviadaCunhaOliveira.pdf: 1889553 bytes, checksum: fdb68f970913e87ad49fc3b44730a1df (MD5) Previous issue date: 2018-04-25 / A captura e armazenamento de CO2 (CCS) em grandes fontes estacionárias e o emprego do biogás como fonte de energia constituem duas importantes abordagens para a redução das emissões de CO2. Em ambos os processos, a separação do CO2 pode ser realizada via adsorção por carbonos ativados. É sabido que, a pressões não elevadas, a adsorção de CO2 é mais eficiente em ultramicroporos (< 0,7 nm). Além disso, alguns autores consideram que a presença de grupos funcionais básicos superficiais, com destaque para os grupos nitrogenados, aumente a capacidade de adsorção de CO2 e a seletividade para adsorção deste frente ao N2 (principal componente de gases pós-combustão) e o CH4 (principal componente do biogás). Entretanto, outros autores consideram que os grupos nitrogenados não exercem tal influência. O motivo para esta controvérsia reside no fato de que, para as comparações, via de regra são empregados carbonos ativados com diferentes morfologias de poros (na maioria das vezes, o próprio processo de funcionalização altera a porosidade), de forma que o efeito da porosidade acaba por mascarar a influência dos grupos nitrogenados. Neste contexto, o objetivo central do presente trabalho foi obter pelo menos duas amostras de carbono ativado contendo morfologia de poros similar, mas com diferentes teores de grupos funcionais básicos nitrogenados, de forma que o efeito da presença destes grupos sobre a capacidade e a seletividade para a adsorção de CO2 pudesse ser avaliada. Para isso, dois carbonos ativados comerciais foram funcionalizados com NH3 (g) a 700 e 800 ºC. A incorporação foi monitorada por meio da análise da composição química (CHN e EDXRF) e da medida dos teores de grupos funcionais ácidos e básicos totais pelo Método de Boehm. Nas condições empregadas, verificou-se aumentos do teor de nitrogênio de 0,2% para até 5,5%, sendo o nitrogênio incorporado basicamente na forma de anéis aromáticos (pirróis e piridinas); com isso, o teor de grupos básicos totais aumentou de 0,448 para até 0,862 mmol/g. Os tratamentos também foram acompanhados por pronunciada remoção de grupos ácidos oxigenados. Conforme desejado, foram obtidos adsorventes com morfologia de poros muito similares, conforme constatado a partir das isotermas de adsorção de N2 (-196 oC), mas com teores de nitrogênio e grupos básicos e ácidos totais variados. Medidas das capacidades de adsorção de CO2 (de equilíbrio) e ensaios dinâmicos de adsorção em leito fixo (curvas de ruptura) para misturas CO2/N2 e CO2/CH4 mostraram que a incorporação dos grupos funcionais básicos nitrogenados não influenciou significativamente a capacidade e a seletividade para adsorção de CO2. Assim, conclui-se que a busca por carbonos ativados com melhores performances para aplicação em CCS e enriquecimento de biogás deve ser focada na otimização da morfologia de poros dos materiais. / CO2 Capture and Storage (CCS) at large stationary sources and the use of biogas as an energy source are two major approaches for reducing CO2 emissions. At both processes, the separation of CO2 can be accomplished through adsorption by activated carbons. It is known that, under not elevated pressures, the CO2 adsorption occurs more efficiently at ultramicropores (< 0,7 nm). Moreover, some authors consider that the presence of basic functional groups, mainly nitrogenated groups, increases the CO2 adsorption capacity and the selectivity for CO2 over N2 (main component of post-combustion gases) and CH4 adsorption (major constituent of biogas). However, other authors consider that nitrogenated groups do not have such influence. The main reason for this controversy lies on the fact that comparisons are usually carried out taking into account activated carbons with different pore morphologies. In this way, the effects of porosity end by masking the effects resulting from the presence of nitrogenated groups. In this context, the central goal of the present work was to obtain at least two samples of activated carbons with similar pore morphology but with different nitrogen content, so that the effect of these groups on the CO2 adsorption capacity and selectivity could be evaluated. For this purpose, two commercially available activated carbons were functionalized with NH3 (g) at 700 and 800 ºC. The incorporation of nitrogenated groups was monitored by means of CHN and EDXRF analyses, besides measuring the content of total basic and acidic groups by the Boehm's method. In the conditions employed, the nitrogen content increased from 0.2% up to 5.5%, being that the nitrogen was incorporated mainly in the form of aromatic rings (pyrroles and pyridines); thereby, the total content of basic groups increased from 0,448 up to 0,862 mmol/g. The treatments were also followed by pronounced removal of oxygen, mainly from acid groups. As desired, adsorbents with very similar pore morphology were obtained, as showed by the N2 adsorption isotherms (- 196 ºC), but with quite different nitrogen contents and total basic and acid groups. Measurements of CO2 adsorption capacities (of equilibrium) and fixed bed adsorption dynamical tests (breakthrough curves) for CO2/N2 and CO2/CH4 mixtures showed that the incorporation of basic nitrogenated groups did not significantly influence the capacity and the selectivity for CO2 adsorption. These results lend to the conclusion that the search for activated carbons with improved performances for application in CCS and biogas upgrading should be focused on the optimization of the material pore morphology.

El presente proyecto busca mejorar la gestión de residuos orgánicos de restaurantes, aplicando una alternativa de reciclaje concebida para el local de Santa Anita de la cadena de restaurantes de pollos y parrillas “El Mesón”. Tanto en el análisis de la alternativa como del caso aplicado, se utilizaron diversas herramientas de gestión que permitieron diagnosticar, planificar y testear la validez de la alternativa propuesta por este proyecto. En el análisis de la gestión de residuos sólidos en restaurantes, se han empleado algunos conceptos económicos, ambientales y de gestión. Los residuos no son aprovechados y terminan en rellenos sanitarios, botaderos o son empleados en la alimentación de algunos animales de crianza en condiciones antihigiénicas. Además, el juntar estos residuos en un relleno no es una solución sostenible, ya que el aumento de la población y, por tanto, de la generación de basura per cápita se ha convertido en un problema serio para Lima como toda gran ciudad, constituyéndose en una fuente importante de contaminación y emisión de gases de efecto invernadero al momento de su descomposición. En ese sentido, la alternativa que se propone es una forma eficiente de aprovechar los residuos orgánicos de los restaurantes utilizando la tecnología de los biodigestores, que hasta el momento no ha sido empleada en el ámbito urbano y el sector gastronómico en el Perú, con el fin de generar un valor compartido que beneficie tanto a los establecimientos entendendidos como negocios como a la sociedad en su conjunto. Al alcanzarse estos resultados, el proyecto evidenciaría su viabilidad, utilidad y su contribución a la sostenibilidad de largo plazo. / Trabajo de suficiencia profesional

A vinhaça, água residuária do processo, apresenta em sua composição DQO de 20 a 100 g DQO.L-1 e um ótimo potencial de produção de biogás por meio da digestão anaeróbia. Para avaliar a capacidade de produção de biogás, foram realizados experimentos sob o efeito gradual da carga orgânica volumétrica (COV) e da relação A/M, avaliando a etapa metanogênica. Como no processo de fabricação do etanol é adicionado ácido sulfúrico para evitar a contaminação bacteriana, foi avaliado a interferência da adição de diferentes concentrações de sulfetos no processo em valore de pH 7,0 e 7,5. O fermentador foi alimentado com Na2S.9H2O, variando a concentração do íon S2- de 0 a 1000 mg.L-1. Para obter uma boa eficiência na produção de metano, a etapa acidogênica também foi avaliada. Para isso, se manteve as mesmas concentrações de biomassa e substrato, porém, ajustando os valores de pH em 5,0, 5,5, 6,0 e 6,5. Na etapa metanogênica uma satisfatória redução da elevada carga orgânica presente na vinhaça foi alcançada, com eficiência de remoção entre 82,0% e 90,3% em processo mesofílico. Um ajuste polinomial foi realizado para avaliar a produção específica de metano, que variou de 379 mL CH4.h-1 a 872 mL CH4.h-1 e atividade metanogênica de 0,33 mmol CH4.gSVT-1 h-1 a 0,77 mmol CH4.gSVT-1 h-1. Para a etapa da sulfetogênese, o pH afetou consideravelmente o desempenho das arqueas metanogênicas, ocorrendo inibição mais acentuada para o pH 7,5. Na concentração mais baixa testada, de 50 mg S2-.L-1, foi observada inibição de 31,85% para pH 7,0 e de 67% para pH 7,5 e para a concentração mais elevada de 1000 mg S2-.L-1 a inibição foi de 59,75% e de 94,07% respectivamente. Na última etapa da acidogênese, maiores concentrações de ácido propiônico e acético foram alcançadas em pH 5,0 e 5,5, com 1374,66 e 1477,23 mg C3H6O2.L-1 e 993,05 e 767,80 mg CH3COOH.L-1. Maiores taxas de produção de AGV ocorreram em pH 6,5, alcançando para o ácido propiônico 8,82 mmol.d-1 gSVT-1 e 7,99 mmol.d-1 gSVT-1 para ácido acético. A produção acumulada de metano nas primeiras 60 horas atingiu 2210 mL, 5300 mL, 7210 mL e 7620 mL CH4, respectivamente para pH 5,0, 5,5, 6,0 e / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2017-07-12T18:44:50Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Vanessa Verona Peruzzo.pdf: 3017795 bytes, checksum: 5aad4de95a823b85afe45b94c6cd1fc0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-12T18:44:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Vanessa Verona Peruzzo.pdf: 3017795 bytes, checksum: 5aad4de95a823b85afe45b94c6cd1fc0 (MD5) Previous issue date: 2017-07-12 / Centro de Pesquisa e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguêz de Mello, CENPES. / The vinasse, wastewater of the process, presents in its composition a COD of 20 to 100 g COD.L-1 and an excellent biogas production potential through anaerobic digestion. To evaluate the biogas production capacity, experiments were carried out under the gradual effect of organic volumetric load (OVL) and A/M ratio, evaluating the methanogenic step. Considering that sulfuric acid is added to the ethanol production process to prevent bacterial contamination, the interference of the addition of different sulfide concentrations in the process at pH 7.0 and 7.5 was evaluated. The fermenter was fed with Na2S.9H2O, varying the concentration of the S2- ion from 0 to 1000 mg.L-1. In order to obtain good efficiency in the production of methane, the acidogenic step was also evaluated. For this, the same concentrations of biomass and substrate were maintained, however, the pH to was adjusted 5.0, 5.5, 6.0 and 6.5. In the methanogenic stage a satisfactory reduction of the organic load present in the vinasse was achieved, with removal efficiency in the range of 82.0% and 90.3% for mesophilic process. A polynomial fit was performed to evaluate the specific production of methane, ranging from 379 mL CH4.h-1 to 872 mL CH4.h-1 and a methanogenic activity of 0.33 mmol CH4.gSVT-1 h-1 at 0.77 mmol CH4.g SVT-1 h-1. For the sulfetogenic stage, the pH considerably affected the performance of the methanogenic archaea, with a more pronounced inhibition at pH 7.5. The lowest concentration tested, 50 mg S2-.L-1, resulted in an inhibition of 31.85% inhibition pH 7.0 and 67% at pH 7.5. The highest concentration, 1000 mg S2-.L-1, the inhibition was 59.75% and 94.07% respectively. Higher concentrations of propionic and acetic acid were reached at pH 5.0 and 5.5, with 1374.66 and 1477.23 mg C3H6O2.L-1 and 993.05 and 767.80 mg CH3COOH.L-1. Higher rates of VFA production occurred at pH 6.5, yielding 8.82 mmol.d-1 gSVT-1 and 7.99 mmol.d-1 gSVT-1 for acetic acid for propionic acid. Cumulative methane production in the first 60 hours increased 2210 mL, 5300 mL, 7210 mL and 7620 mL CH4, respectively to pH 5.0, 5.5, 6.0 and 6.5.

Submitted by GUSTAVO VIEIRA GONDIM null (gustavogondim@brturbo.com.br) on 2017-06-23T14:44:38Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Gustavo Gondim - VF - 23-06-2017.pdf: 2512493 bytes, checksum: 5aed41c475d5ebd48a65a32026c9e89a (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-06-23T17:37:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gondim_gv_me_ilha.pdf: 2512493 bytes, checksum: 5aed41c475d5ebd48a65a32026c9e89a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-23T17:37:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gondim_gv_me_ilha.pdf: 2512493 bytes, checksum: 5aed41c475d5ebd48a65a32026c9e89a (MD5) Previous issue date: 2017-04-24 / O presente trabalho tem como principal objetivo analisar o potencial de geração de energia a partir da queima direta e da decomposição anaeróbia de resíduos sólidos orgânicos agroindustriais e dos efluentes líquidos, que tem se mostrado ao longo dos últimos anos técnicas viáveis para geração de energia neste segmento produtivo. Na grande maioria dos casos, os resíduos orgânicos agroindustriais não são destinados adequadamente ou geram grandes custos de tratamento, o que interfere diretamente na competitividade e no custo do produto a ser disponibilizado ao cliente. A Unidade Agroindustrial estudada é de grande porte, e está localizada no município de Rio Verde (GO), tendo como atividades principais o abate de aves e suínos, produção de produtos industrializados, incubatório e fábrica de rações. Foram levantados os principais resíduos orgânicos, bem como os principais parâmetros quantitativos e qualitativos dos efluentes líquidos gerados neste complexo industrial, e utilizadas as equivalências para determinação da geração de gás metano e biogás com base na literatura. O potencial médio mensal energético foi de 30.808 GJ/mês, e caso haja o aproveitamento energético, isto pode representar uma produção de energia térmica equivalente de 17.758 GJ/mês e um potencial médio mensal de produção de energia elétrica equivalente de 4.112 MWh. O custo orçado para implementar o sistema de aproveitamento energético foi de R$ 11.564.000,00, o que corresponde a um payback descontado de 37 meses, sendo, portanto, viável a realização dos investimentos. / The main objective of this work was to analyze the potential of energy from the direct burning and anaerobic decomposition of organic solid agroindustrial residues and liquid effluents, which has been shown over the last years viable techniques for the generation of energy in this productive segment. In the vast majority of cases, organic agro-industrial wastes are not properly destined or generate large treatment costs, which directly interfere with the competitiveness and cost of the product to be made available to the customer. The Agroindustrial Unit studied is of great size, and is located in the municipality of Rio Verde (GO), whose main activities are the slaughter of poultry and pigs, production of industrialized products, hatchery and feed mill. The main organic wastes were collected, as well as the main quantitative and qualitative parameters of the liquid effluents generated in this industrial complex, and the equivalences were used to determine the generation of methane and biogas from other published scientific works. The average monthly energy potential was 30,808 GJ / month, and in case of energy utilization, this can represent an equivalent thermal energy production of 17,758 GJ / month and an average monthly potential of equivalent electric energy production of 4,112 MWh. The budgeted cost to implement the energy recovery system was R$ 11,564,000.00 which corresponds to a discounted payback of 37 months, showing it be possible to make the necessary investments.

Submitted by ALEX LUIZ SAGULA null (alexsagula@yahoo.com.br) on 2017-07-23T15:10:22Z No. of bitstreams: 1 Tese Alex.pdf: 1284366 bytes, checksum: b2854fd510b465c5818fa5d66bccfb66 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-07-24T13:52:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sagula_al_dr_bot.pdf: 1284366 bytes, checksum: b2854fd510b465c5818fa5d66bccfb66 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-24T13:52:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sagula_al_dr_bot.pdf: 1284366 bytes, checksum: b2854fd510b465c5818fa5d66bccfb66 (MD5) Previous issue date: 2017-05-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Objetivou-se avaliar a produção de biogás no processo anaeróbio da cama de frango, submetido ao processo de peneiramento e trituração, em função da diluição e reciclo, em sistema de abastecimento batelada e semi-contínuo. Para o processo de peneiramento utilizou-se uma peneira vibratória com malha de um mm e para trituração da cama de frango foi utilizado uma bomba trituradora. As diluições da cama de frango foram feitas de duas formas: cama de frango + água e cama de frango + reciclo. No sistema de abastecimento batelada, foram estudas as diluições nas seguintes proporções 1:8, 1:10 e 1:12 e a utilização de 20% de reciclo em substituição a água de diluição, avaliando-se as reduções de sólidos voláteis, produção de biogás e potenciais de produção de biogás. Para reduções de sólidos voláteis obtiveram-se bons resultados para as diluições 1:8 e 1:10, e para produção de biogás a diluição 1:8 com reciclo foi a que apresentou melhor resultado, bem como para os potenciais de produção de biogás. No sistema de abastecimento semicontínuo, foi estudada a diluição 1:10 com 40% de reciclo. O tratamento que continha só reciclo foi o que proporcionou melhor redução de sólidos voláteis, não apresentando diferenças para a produção de biogás. Os melhores potenciais de produção de biogás foram obtidos com o tratamento que continha água. Concluiu-se que para o sistema batelada as diluições e o reciclo apresentaram bons resultados para redução de sólidos voláteis e produção de biogás e para sistema semi-continuo o reciclo demostrou ser eficiente na redução de sólidos voláteis e não interferindo na produção de biogás. / The objective of this study was to evaluate the biogas production in the anaerobic process of the chicken litter, submitted to the screening and grinding process, as a function of dilution and recycle, in a batch and semi-continuous supply system. For the screen process used a vibrating screen with a mesh mm and grinding poultry litter was used a shredder pump. Dilutions of poultry litter were done in two ways: poultry litter + water and poultry litter + recycle. In the batching system, the dilutions were studied in the following ratios 1: 8, 1:10 and 1:12 and the use of 20% recycle to replace the dilution water. Evaluating the volatile solids reductions, biogas production and biogas production potentials. For volatile solids reductions, good results were obtained for the 1: 8 and 1:10 dilutions, and for biogas production at 1: 8 dilution with recycle it was the one that presented the best result and the biogas production potential obtained satisfactory results. In the semi-continuous supply system, the 1:10 dilution with 40% recycle was studied. The treatment that contained only recycle was the one that provided better reduction of volatile solids, the biogas production did not have difference between the treatments and for the potential of biogas production treatment that contained water was that presented better result. It is concluded that for the batch system dilutions and recycle presented good results for reduction of volatile solids and biogas production and for semi-continuous system the recycle proved to be efficient in the reduction of volatile solids and not interfering in the production of biogas.

Submitted by Romulus Lima (romulus.lima@ufpe.br) on 2015-03-13T11:52:35Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Matheus de Oliveira Pessoa.pdf: 1655237 bytes, checksum: cb17d863af7e79cde501c39393d25566 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T11:52:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Matheus de Oliveira Pessoa.pdf: 1655237 bytes, checksum: cb17d863af7e79cde501c39393d25566 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-07-30 / Diante da crise energética mundial, o Brasil vem tentando seguir os passos de países como Alemanha, Holanda e Noruega, investindo em tecnologias que busquem minimizar os efeitos deletérios ao meio ambiente. Nesse sentido, várias pesquisas vêm se destacando no âmbito do aproveitamento do biogás, produto do tratamento de esgoto que faz uso da tecnologia anaeróbia, que tem como produto final o gás metano, 21 vezes mais poluente que o clássico monóxido de carbono. Desta forma, este trabalho teve por objetivo geral estudar e avaliar a produção de biogás a partir de efluentes domésticos, urbanos e lixiviados. Para tanto utilizou o efluente e biomassa das Estações de Tratamento de Esgoto Domético (ETE) Mangueira e Cabanga, da Estação de Tratamento de Esgoto Industrial Brasil Kirin e da Estação de Tratamento de Lixiviado Muribeca. A pesquisa foi desenvolvida em 4 fases distintas, todas objetivando avaliar a produção de biogás, usando substratos e biomassas diferentes. Na fase1realizou um Pré-Tratamento com Peróxido de Hidrogênio, utilizando o substrato – Esgoto bruto da ETE Mangueira e a biomassa – Lodo da mesma ETE. Na fase 2 foi monitorada a produção de biogás em um Reator UASB em escala Piloto, utilizando os mesmos substrato e biomassa da fase anterior. Na fase 3 foi avaliada a produção de biogás através dos Ensaios de Atividade Metanogênica Específica (AME), utilizando como substrato os Esgotos brutos da ETE Mangueira, da ETE Cabanga, da ETEI Brasil Kirin e da ETL da Muribeca, e biomassa os Lodos da ETE Mangueira e da ETEI Brasil Kirin. E por ultimo a fase 4, avaliação da produção de biogás através dos ensaios BMP - Biochemical Methane Production, com os mesmos substratos e biomassa da fase 3. Os resultados mostraram que os modelos existentes na literatura não expressam de forma coerente a produção de biogás. Foi constatado que a DBO5 é um parâmetro de extrema importância para esta previsão e que os ensaios AME e BMP são ferramentas mais precisas na determinação do biogás gerado a partir de efluentes.